热工控制考试.doc
- 文档编号:205739
- 上传时间:2022-10-06
- 格式:DOC
- 页数:8
- 大小:634KB
热工控制考试.doc
《热工控制考试.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《热工控制考试.doc(8页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
在电站生产领域,自动化(自动控制)包含的内容有哪些?
生产自动化范畴:
数据采集与管理;回路控制;顺序控制及联锁保护。
管理自动化范畴:
办公自动化系统;设备管理系统。
电站自动化的发展经历了几个阶段,各阶段的特点是什么?
第一阶段:
人工操作,劳动力密集型;(50年代)第二阶段:
关键生产环节自动化,仪表密集型;(60、70年代)第三阶段:
机、炉、电整体自动化,信息密集型;(80、90年代)第四阶段:
企业级综合自动化,知识密集型。
(90年代后期至今)
比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点。
闭环控制系统特点:
将被控制量的测量值与给定值进行比较;自动修正被控制量出现的偏差,控制精度高;配备测量变送装置;克服扰动的能力强。
开环控制系统特点:
被控制量的测量值与给定值不再进行比较;结构简单,成本低廉;不设置测量变送装置;克服扰动的能力差。
定性判断自动控制系统性能的指标有哪些?
它们之间的关系是什么?
稳定性、准确性、快速性。
对于同一个控制系统,其稳、准、快三方面之间是相互制约的。
如果提高了系统的快速性,往往会引起系统的动荡,动态偏差增大;改善了平稳性,过度过程又相对缓慢。
定性描述下面4条曲线的性能特点,给出其衰减率的取值范围。
答:
蓝线——,过度过程平稳,但响应速度慢,快速性差;
绿线、红线——,绿线,响应速度快,但动态偏差较大,准确性差,红线,响应速度适中,动态偏差较小,综合性能较好;
紫线——,响应速度很快,但引起系统等幅震荡,动态偏差增大,准确性差。
在热工控制系统中,影响对象动态特性的特征参数主要有哪三个?
容量系数,衡量对象储存物质(能量)能力的特征参数;阻力系数,衡量物质(能量)在传输过程中遇到阻力大小的特征参数;传递迟延,物质(能量)在传输过程因传输距离的存在而产生的响应滞后现象。
纯迟延与容积迟延在表现形式上有什么差别,容积迟延通常出现在什么类型的热工对象上?
纯迟延——物质(能量)在传输过程因距离的存在而产生的响应滞后现象;容积迟延——由于容积的增加而产生的容积滞后现象。
建立热工对象数学模型的方法有哪些?
请简要说明。
机理建模,根据对象或生产过程遵循的物理或化学规律,列写平衡方程及反映流体流动、传热、传质等基本规律的运动方程,从中获得数学模型;试验建模,根据过程的输入输出实测数据进行某种数学处理后得到模型。
该方法通常只用于建输入/输出模型,建模过程不需要深入掌握系统内部机理。
了解由阶跃响应曲线求取被控对象数学模型的方法、步骤及注意事项,能对切线法、
两点法做简单的区分。
方法:
试验建模;步骤:
施加扰动——记录数据——分析曲线
注意事项:
试验前系统处于需要的稳定工况,留出变化裕量;扰动量大小适当,既克服干扰又不影响正常运行;采样点间隔足够小,真实记录响应曲线的变化;试验在主要工况下进行,每一工况重复几次试验;进行正反两个方向的试验,减小非现行的影响。
PID控制器(包括各种组合形式)的数学表达式、特点、应用场合及注意事项。
答:
特点:
P——有差调节、调节过程迅速、控制作用贯穿整个过程;I——无差调节、调节过程较比例环节慢、不适用于无自平衡对象;D——对偏差的变化速度进行调节、调节过程具有一定的预见性、主要在调节初期起作用,调节作用及时。
注意事项:
P——理论上讲,对于二阶系统,比例带取值不影响系统稳定性;实际应用中,如果取的过小,系统振幅增大,也会导致系统不稳定。
I——理论上讲,单容对象配积分调节器,调节过程总是稳定的;实际应用中,如果取得过小,系统振幅增大,也会导致系统不稳定。
D——纯微分作用不能单独使用,切避免微分作用太强。
应用场合:
P——比例作用贯穿整个调节过程;I——积分作用体现在调节过程后期,用以消除静差;D——微分作用体现在调节过程初期,加快响应速度。
微分作用通常不单独使用,请简述原因。
调节器本身存在不灵敏区;在较小扰动下被调量的变化量和变化速率很小;在调节器无法感知误差微小变化的情况下,误差会累积成一个较大的值。
比例作用中分别加入积分和微分作用后,控制系统性能和稳定性会有哪些变化?
为保持
控制性能,相应参数应做哪些调整?
加入D调节:
调节迅速,消除稳态偏差,有效抑制被调量的震荡,提高系统稳定性。
但微分作用不宜过强,否则会引起执行机构过度动作和系统震荡,对高频干扰具有放大作用。
减小,减小静态误差。
加入I调节:
通过适当减小来补偿由于积分作用引起的稳定性下降;提高闭环系统的阻尼比,阻尼比的增加对应于衰减率的增加,相应地,系统的稳定性提高。
PID控制器的整定方法有哪些?
各有什么特点?
分别适用何种类型的被控对象?
整定方法:
临界比例带法,优点:
特点鲜明,独立于对象,缺点:
局限性大
衰减曲线法,优点:
限制少,应用广泛,缺点:
精度不高
经验法,优点:
方法简单,可操作性强,缺点:
工作量大,参数难匹配
动态参数法,优点:
对象与调节器关系明确缺点:
对象动态特性试验繁琐
简述控制系统被调量和调节量的选取原则及注意事项。
被调量的选取,一般情况下,欲维持的工艺参数就是系统的被调量;实际生产中,有些工艺参数还没有有效手段,此时需要将间接测量信号作为被调量。
调节量的选取,选择工艺上允许作为控制手段的变量,不应选择工艺上的主要物料量和不可控的变量。
简述纯迟延环节对控制系统性能的影响(根据其所处位置不同分别论述)。
干扰通道存在纯迟延不影响控制品质,只是扰动作用的影响在时间上顺延时间。
控制通道存在纯迟延,控制作用不能及时影响被调量,系统控制品质会变坏,系统动态偏差增加。
而且越大,控制品质越差。
简述SAMA的定义及基本图例。
会用SAMA绘制简单的闭环控制系统,满足一定的功
能需求。
SAMA图是美国科学仪器制造协会所采用的绘制图例(它易于理解,功能表示清楚,广为自动控制系统采用)。
测量或信号显示自动信号处理手动信号处理执行机构
简述磨煤机控制系统的控制任务、系统结构及主要功能。
控制任务:
保证磨煤机磨成煤粉的细度符合规定;保证磨煤机出口风粉混合物的温度。
系统结构——单回路控制:
磨煤机负荷控制回路;磨煤机入口负压控制回路;磨煤机出口温度控制回路。
主要功能:
将原煤块磨成煤
简述除氧器控制系统的控制任务、系统结构及主要功能。
控制任务:
去除给水中的氧气和其他气体,控制给水达到该压力下的饱和温度;维持除氧器水位,汇集各种疏水和补充水;
保证锅炉的给水储备。
系统结构:
除氧器压力控制系统;除氧器水位控制系统。
主要功能:
对锅炉给水进行除氧及去除其它气体,避免管道及锅炉受热面遭到深度及针孔腐蚀,减少对传热效果的妨碍。
简述串级控制系统的结构、功能特点及适用场合(对象)。
两个调节器、一个调节机构、两个对象、两个测量变送器。
功能:
具有很强的克服内扰的能力;减小内回路时间常数,提高系统工作频率;对工况变化有一定的适应能力。
使用场合:
多干扰,大延迟,变工况。
简述串级控制系统副回路的设计原则。
设计原则:
副对象时间常数小,调节通道短,反应灵敏;副回路包含被控对象所受的主要干扰;主、副回路工作频率适当匹配;副回路设计应考虑工艺上的合理性。
简述过热蒸汽被控对象的特点及控制难点。
特点:
主要受蒸汽流量、烟气流量及减温水流量的影响;控制难点:
过热蒸汽管排数量庞大,结构复杂。
管道流程长。
在全工况变化下,动静态偏差变化显著。
画出过热汽温串级控制系统方框图。
答:
为什么要对过热蒸汽温度采用分段控制,特点是什么?
大型锅炉过热器管道长,结构复杂。
特点,每段都是独立的汽温控制系统;分段控制不仅使过热器出口汽温保持稳定,也使中间各段汽温保持稳定,有利于管道安全;各段控制器参数分别整定;控制系统复杂,参数整定、调试、维护量大。
学会分析过热蒸汽温度控制SAMA图。
主蒸汽温度控制系统组态图由哪两部分组成?
各有什么功能?
主蒸汽温度控制系统中的温度给定值是如何产生的?
为什么?
组成,主回路——定值控制系统,要求有较高的控制精度;副回路——随动控制系统,要求快速准确跟踪主调节器的输出。
汽机第一级压力经函数组件f1(x)、f2(x)修正后作为主调节器的定值,T1位切换组件,当定压运行时,输出与f1(x)接通,滑压运行时,输出与f2(x)接通,这样可以保证在不同工况下启动时,升温速度有所不同,从而保证机组安全运行。
导前微分控制系统的特点。
导前微分控制系统等效成串级控制系统时的主副调节器
分别是什么?
导前微分控制系统中,微分器能换成比例环节吗?
为什么?
特点,等效地改善了被控对象的动态特性;减小动态偏差,改善控制品质;有很强的克服内扰的能力。
导前微分控制系统等效成串级控制系统
不能换成比例调节。
因为微分器出口静差为0.
再热汽温的控制方式有哪些?
哪种最经济?
其中哪些属于烟气侧控制?
烟气侧控制经济。
(常用烟气挡板调节);烟气侧控制——烟气挡板控制、烟气再循环控制、燃烧器摆角控制;蒸汽侧控制——汽-汽换热器控制、喷水减温控制。
前馈控制系统的特点是什么?
一个反馈控制系统中加入前馈环节对系统稳定性有何
影响?
前馈—反馈复合控制系统的组成和特点是什么?
前馈控制的特点,干扰一旦出现,调节器直接根据检测到的干扰的大小和方向按一定规律进行控制。
显然,干扰发生后,在被控制量发生变化前,控制作用就产生了,节省了反馈控制的“两段时间”,控制作用及时。
无影响。
前馈—反馈复合控制系统的组成和特点,引入反馈控制后,前馈控制的补偿条件不变;前馈控制器的形式与前馈作用的位置有关;引入前馈控制后,系统的稳定性不受影响。
汽包锅炉给水控制系统的任务是什么?
汽包锅炉给水控制系统中的三冲量分别是什
么?
说明为什么要引入三个冲量信号?
给水控制系统的任务,维持汽包水位;保持给水量稳定。
三冲量:
给水流量W,蒸汽流量D,燃烧率M,三者都会对汽包水位产生影响。
什么是虚假水位现象?
汽包锅炉给水控制系统中如何克服虚假水位现象?
与单级三
冲量系统比较,分析串级三冲量系统的组成与优缺点?
答:
虚假水位——由于在热负荷增加时蒸发强度的提高,使汽水混合物中的汽泡容积增加,而且这种现象必然先于蒸发量增加之前发生,从而使汽包水位先上升的现象。
(1)前馈作用快速补偿了由于蒸汽流量变化引起的“虚假水位”现象;
(2)“负微分”能有效地克服“虚假水位”现象引起的水位动态偏差。
组成:
H——反馈信号,使汽包水位为给定值;
W——反馈信号,克服内扰,增强稳定性;
D——前馈信号,克服“虚假水位”的影响;
比较:
(1)整定
串级:
整定回路相对独立,容易整定
单级:
内外回路相互影响,兼顾内外回路;
(2)在单级/串级中的作用不同;
单级中的等效比例带;串级中可为=1;
(3)单级需要考虑静态配合;
(4)串级可附加前馈冲量;
(5)汽机甩负荷,锅炉仍要维持低负荷运行时,H要保持给定值,串级调节时间长。
什么是给水全程控制?
给水全程控制的特殊任务有哪些?
什么是一段控制?
两段控
制?
在锅炉给水全过程中都实现自动控制,即能在控制设备正常的条件下,不需要操作人员的干涉,就能保持汽包水位及给水流量在允许的范围内。
特殊任务:
两段调节;系统的切换问题;信号的自动校正;多种调节机构的无扰切换问题;保证给水泵工作在安全区内;给水全程控制必须适应机组不同的运行工况。
目标:
汽包水位等于零;给水泵运行在安全工作区域。
上述目标由一套控制系统完成时——“一段制”;上述目标由两套控制系统完成时——“两段制”。
了解给水全程控制系统中单、三冲量系统之间无扰切换的实现原理。
答:
什么是给水泵的安全工作区?
如何保证给水泵工作在安全区内?
答:
由泵的上、下限特性,最高转速nmax和最低转速nmin,泵出口最高压力P
max和最低压力Pmin围成的阴影区域。
保证给水泵工作在安全区内:
(1)设置再循环管路;
(2)设置给水调节阀。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 控制 考试 精品 文档